表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)技术是一种基于探测吸附于金属基底表面分子振动光谱的快速无损检测方法, 目前广泛应用于表面吸附、 电化学催化、 传感器、 生物医学检测和痕量的检测与分析等领域。 本实验采用直流磁控溅射技术在BK7玻璃基底上沉积一层厚度为50 nm的金属铜薄膜, 在Ar离子轰击作用下获得不同表面粗糙度的金属铜薄膜样品, 从而制备具有不同表面增强拉曼光谱活性的金属基底。 实验样品分别通过X射线衍射仪（XRD）、 原子力显微镜（AFM）、 分光光度计、 拉曼光谱仪表征其结构、 表面形貌及光学性质。 测试结果表明铜膜在Ar离子束轰击前后, 样品X射线衍射谱的峰值强度没有发生变化, 说明其晶相结构未发生改变;随着离子束能量的增加, 薄膜表面粗糙度改变, 光学散射强度随着表面粗糙度的增加而增强;离子束薄膜表面改性后, 以罗丹明B(Rh B)为探针分子, 表征薄膜样品表面增强拉曼的活性, 通过对比不同样品表面Rh B的拉曼光谱, 发现其光谱强度随金属铜薄膜样品表面粗糙度的增加而增强。

通过双温模型(TTM)结合Richardson-Dushman方程对多脉冲飞秒激光烧蚀铜箔的热电子发射以及温度场进行了数值模拟。在模拟的过程中充分考虑了随着飞秒激光脉冲个数的改变，铜箔对飞秒激光的反射率、表面吸收率和表面吸收系数的变化等因素，部分改写了飞秒激光光源项，从而实现了多脉冲飞秒激光烧蚀铜箔的热电子发射和温度场的动态数值模拟。数值模拟发现，随着脉冲个数的增加和脉冲间隔的减小，铜箔表面的反射率和表面吸收系数将明显减小，表面吸收率将明显增大，这一变化对铜箔的电子发射以及多脉冲飞秒激光照射下铜箔的温度场具有重要影响；而随着距铜箔表面深度的增加，这些影响将逐渐减小。